أفضل تقنيات إعادة تدوير التيتانيوم وأسعارها

تُعدّ تقنية الاختزال الحراري للمعادن بمساعدة الهيدروجين (HAMR) رائدةً في مجال إعادة تدوير التيتانيوم الصناعي. ومن خلال عمليتها الحاصلة على براءة اختراع، تُعالج شركة IperionX Inc. في الولايات المتحدة الأمريكية مباشرةً نشارة التيتانيوم المُهدرة أو خردة التيتانيوم شديدة التأكسد، وتُنتج مسحوق Ti-6Al-4V المُناسب لقطاع الطيران، وذلك عن طريق تقليل محتوى الأكسجين إلى أقل من 1000 جزء في المليون من خلال عملية إزالة أكسدة الهيدروجين - HAMR للمغنيسيوم - التلبيد بالتفريغ. وقد اختار مختبر أبحاث القوات الجوية الأمريكية (AFRL) هذه التقنية للحصول على منحة مُخصصة قدرها 500,000 دولار أمريكي للتحقق من جدوى تصنيع مكونات الطيران. تستخدم شركة EcoTitanium (فرنسا)، أول خط إنتاج لإعادة تدوير التيتانيوم بنظام الحلقة المغلقة في أوروبا، تقنية صهر الغاز الخامل بالبلازما (PIGM) مع جهاز تعقيم بالتفريغ (VAR) لإعادة صهر خردة التيتانيوم التي يوفرها مصنعو الطائرات إلى سبائك تيتانيوم نقية بنسبة شوائب متبقية لا تتجاوز 0.3%، والتي يمكن استخدامها مباشرةً في صب المكونات الهيكلية للطائرات. تُثبت هذه التقنيات موثوقية مواد إعادة تدوير التيتانيوم في قطاع الصناعات المتطورة.  

سعر إعادة تدوير التيتانيوم

يركز سعر التيتانيوم المعاد تدويره على خفض التكلفة والعلاوات للمنتجات المعاد تدويرها، ومساحيق التيتانيوم المعاد تدويرها من IperionX أرخص بنسبة تزيد عن 50٪ في الإنتاج من المساحيق التقليدية المذررة، مما أدى إلى انخفاض أسعار السوق من 300 دولار للكيلوغرام إلى نطاق 80-120 دولارًا للكيلوغرام، مع تلبية معايير ASTM B348. يعتمد سعر إعادة تدوير التيتانيوم على محتوى الأكسجين: يتم تسعير الخردة النظيفة مع الأكسجين ≤ 0.15٪ بنسبة 60-70٪ من السبائك البكر، بينما تتطلب الخردة المؤكسدة مع الأكسجين > 0.3٪ تكاليف إزالة أكسدة إضافية، مما ينتج عنه سعر صافٍ بنسبة 35٪ فقط من المواد البكر. تُظهر ممارسة Baoji Titanium Prius أن سعر إعادة تدوير التيتانيوم يمكن أن يتحكم في تكاليف الإنتاج المتكاملة بحوالي 30٪، وإعادة تدوير التيتانيوم بعد معدل الاستخدام المتكرر لأكثر من 4 مرات. معدل علاوة مشتريات وزارة الدفاع الأمريكية الحالية من مسحوق إعادة تدوير التيتانيوم بنسبة 25٪، مما يؤكد اتجاه المواد المعاد تدويرها ذات القيمة المضافة العالية.  

إعادة تدوير الأنود المطلي

تتطلب إعادة تدوير التيتانيوم من أنودات التيتانيوم المطلية عمليةً تدريجية تتضمن الطلاء الصناعي وركيزة التيتانيوم. بعد تنشيط مصفوفة التيتانيوم بحمض النيتريك، تُعاد خشونة السطح إلى Ra≤1.6 ميكرومتر، ويُسيطر على معدل فقدان مصفوفة التيتانيوم في حدود 0.5%. تستخدم شركات إعادة تدوير المعادن الثمينة تقنية التجديد بالموجات فوق الصوتية، باستخدام محلول يحتوي على أسيتات الأمونيوم ومادة خافضة للتوتر السطحي NP-10، مع اهتزاز بالموجات فوق الصوتية عند 60 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة، مما يُزيل ترسبات الكبريتات تمامًا من مسام القطب، وتصل كفاءة تجديد تيار الأنود إلى 98.2%، وهي كفاءة تُضاهي المنتجات الجديدة. يُطيل هذا النوع من تقنية إعادة تدوير التيتانيوم عمر أنود التيتانيوم لأكثر من 8 سنوات، ويُقلل التكلفة بنسبة 40% مقارنةً بالمحلول أحادي الاستخدام.  

مشتري خردة التيتانيوم  

يركز المشترون النهائيون لسلسلة صناعة إعادة تدوير التيتانيوم على ثلاثة أنواع من الطلب: 

1. مقدمي خدمات التصنيع الإضافي: مثل شركة IperionX الأمريكية التي تشتري خردة التيتانيوم المختلطة، المؤكسدة والمطحونة لتزويد سوق الطباعة ثلاثية الأبعاد، وقد تم التحقق من مسحوقها المعاد تدويره من قبل وكالة ناسا ومختبر أوك ريدج الوطني للاستخدام في طباعة حوامل محرك الصواريخ.

2. شركة تصنيع مكونات الطائرات: تقوم شركة EcoTitanium (فرنسا) بجمع الخردة من شركتي إيرباص وسافران وتصهرها في سبائك مقاس 620 مم لبيعها مباشرة إلى مصنع معدات الهبوط التابع لشركة سفران، حيث تقوم بمعالجة 2000 طن من الخردة سنويًا.  

3. شركة إعادة تدوير المعادن الثمينة: تستخدم شركة DONGSHENG تقنية التجديد بالموجات فوق الصوتية لإعادة تدوير كميات كبيرة من أنودات التيتانيوم المطلية، وسعر إعادة تدوير التيتانيوم لديها أعلى بنسبة 10% من نظرائها.  

يركز قبول مشتري خردة التيتانيوم على معيارين: محتوى الأكسجين (درجة الطيران <0.2%) وتناسق الدفعة (تذبذب التركيب ±0.05%). وتشهد مشتريات إعادة تدوير التيتانيوم المستخدمة في صناعة الطيران والفضاء الأوروبية حاليًا زيادة بنسبة 15% سنويًا، مما يؤكد تزايد الإقبال الصناعي على التيتانيوم المُعاد تدويره.